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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 6! g3Juh  
应用示例简述 >g93Bj*  
1. 系统细节 tq@<8?  
 光源 $F G4wA  
— 高斯激光束 PpU : 4;en  
 组件 \s<iM2]Kl  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 X/i8$yqv  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 6Om-[^  
 探测器 ?b8NEVjw  
— 视觉感知的仿真 Ks X@e)8u  
— 高帽,转换效率,信噪比 i>,5b1x~  
 建模/设计 )KBv[|  
— 场追迹: r-Z'  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 N4fuV?E`  
o?p) V^7  
2. 系统说明 0<v~J9i  
)CdglPK  
,{8~TVO  
.Ji r<"*<  
3. 建模&设计结果 (: ZOoL  
pb E`Eq  
不同真实傅里叶透镜的结果: _7$j>xX  
|nD2k,S<?  
`r>WVPS|  
r*+9<8-ZX<  
4. 总结 fU)hn  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1P2%n[y  
B}P,sFghw  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /B1< N}  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 KM0#M'dXy  
sSD(mO<(  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 VIi|:k  
LDPo}ogs  
应用示例详细内容 7BI0g@$Nn]  
#M`ijN!Y  
系统参数 #C>pA<YJzK  
E/s3@-/  
1. 该应用实例的内容 _/E>38G]  
S$JM01  
} doj4  
L9r 3jz  
$yCj80m\  
2. 仿真任务 z9dVT'  
HHEFX9u  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 &|{K*pNa  
&# @1n  
3. 参数:准直输入光源 Xd|5{  
OvK_CN{  
gXw\_ue<  
9w0 ^=   
4. 参数:SLM透射函数 k+i}U9c"  
5@Py`  
t 8M3VGN  
5. 由理想系统到实际系统 8d$~wh  
!%@n067  
w$B7..r  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ut\9@>*J=Q  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Ip2JzE  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 %0u7pk  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 <:&w/NjbI  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 =G=.THRUk  
Kw?,A   
/VJ@`]jhDf  
ORHC bw9  
C)ChF`Ru':  
应用示例详细内容  WHpbQQX  
HE( U0<9c  
仿真&结果 #x%O0  
dR=SW0Oa{  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ?$s2] }v  
?xG #4P<C=  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 Wq>j;\3b3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 \h0e09& I  
 为优化计算加入一个旋转平面 ZjI^0D8  
]}5j X^j  
GzR;`,_O/  
T:}Ed_m}q  
2. 参数:双凸球面透镜 K1+,y1c  
#Ta@A~.L  
ix$+NM<n  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 (wA|lK3  
 由于对称形状,前后焦距一致。 {u5)zVYC,U  
 参数是对应波长532nm。 sY#K=5R  
 透镜材料N-BK7。 ^~Ar  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 `o*eLLk  
]k KsGch  
$==hr^H  
d5],O48A  
{< wq}~  
ev@1+7(  
3. 结果:双凸球面透镜 [Q$"+@jw  
je{5iIr3/  
j5HOdy2  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 *yX_dgC>[  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 y-Ol1R3:c#  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 sP&E{{<QTF  
-51L!x}1c  
IM@Qe|5  
HL!-4kN <$  
\o3i9Q9C  
4. 参数:优化球面透镜 gM= ~dBz  
HmiwpI  
CRx:3u!:  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 >H%8~ Oek  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 NCsUC  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 lA ,%'+-  
 透镜材料同样为N-BK7。 oC?b]tzj  
+0a',`yc  
xFvSQ`sp  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "vJADQ4F  
Q^ F-8  
P&SR;{:y  
0- #ct1-  
5. 结果:优化的球面透镜 v>e4a/  
^KhFBed   
FUOvH 85f  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 R.fRQ>rI  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 cK?t]%S  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 &=UzF  
m7@`POI  
tDwXb>  
%Wu8RG}  
6. 参数:非球面透镜 SVpe^iQ]1\  
<zUmcZ  
K0#tg^z5d  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 .Q#Eb %%  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 iVl"H@m/  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 J|b1 K]  
_Yhpj}KZ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f[v??^  
H9nq.<;p  
JxWHrsh[  
WU\):n  
%NBD^g F  
7. 结果:非球面透镜 D"Xm9 (  
ox*Ka]  
'(Bs<)(H  
 生成期望的高帽光束形状。 fvx0]of  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 `#UTOYx4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 =1,g#HS  
~9n@MPS^!  
|p+VitM7  
< FJ#Hy+  
emaNmpg  
8. 总结 vJ{\67tK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 r9%W?fEBp  
l5MxJ>?4%B  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 JDs<1@\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 W,<Vr2J[  
Md~mI8  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 N8vWwN[3  
Nhf!;>  
扩展阅读 uaGg8  
wVPq1? 9  
扩展阅读 MHbRG_zW  
 开始视频 =:2V4H(F  
-     光路图介绍 AV'>  
 该应用示例相关文件: kz&)a>aA  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 FHD6@{{Gp"  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
'5Y8 rv<  
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